19,受弯构件挠度验算计算示例(精)
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挠度是指物体在受力或载荷作用下发生弯曲或变形后,其弯曲程度或位移量的度量。
在工程学和物理学中,挠度是一个重要的参数,用于衡量材料或结构在受力时的弯曲性能。
挠度通常用字母δ表示,单位可以是米(m)或毫米(mm),取决于所使用的单位制。
举例计算挠度:
假设有一根长度为L的横截面积为A的梁,位于两个支点之间,受到均布载荷q。
我们要计算在中点处的挠度。
1. 载荷作用下的挠度公式:
对于均布载荷作用下的梁,中点处的挠度可以用以下公式计算:
其中:
- δ是中点处的挠度;
- q是均布载荷的大小;
- L是梁的长度;
- E是梁的材料弹性模量;
- I是梁截面的惯性矩。
2. 示例:
假设有一根长度为3米的梁,截面积为0.01平方米,梁的材料具有弹性模量为200 GPa(2 × 10^11 N/m²),并且受到均布载荷为5000 N。
我们来计算中点处的挠度。
首先,计算梁截面的惯性矩I:
由于这是一根简单矩形截面的梁,其截面的惯性矩可以表示为:
其中b是矩形截面的宽度,h是矩形截面的高度。
假设该矩形梁的宽度b为0.1米,高度h为0.1米,则:
现在,代入挠度公式进行计算:
所以,在受到5000 N均布载荷的情况下,这根梁在中点处的挠度约为0.000153米,也可以
表示为约0.153毫米。
工程力学挠度计算公式在工程力学领域中,挠度是一个重要的参数,用来描述结构在受力作用下的变形情况。
挠度计算公式是工程师在设计和分析结构时必须掌握的基本知识之一。
通过挠度计算公式,可以帮助工程师预测结构在实际工作中的变形情况,从而确保结构的安全性和稳定性。
挠度计算公式的推导通常是基于梁的弹性理论。
在弹性理论中,假设结构受到的载荷是小幅度的,且结构材料具有线弹性特性。
根据这些假设,可以得到梁的挠度计算公式,其基本形式为:δ = (F * L^3) / (3 * E * I)其中,δ表示梁的挠度,F表示作用在梁上的外力,L表示梁的长度,E表示梁的弹性模量,I表示梁的惯性矩。
这个公式是工程力学中常用的简化形式,适用于许多工程实际问题的分析。
在实际工程中,为了更准确地计算结构的挠度,有时还需要考虑结构的边界条件、截面形状等因素。
对于不同形状和受力条件的结构,挠度计算公式可能会有所差异。
例如,对于悬臂梁、简支梁、悬臂梁等不同类型的梁,其挠度计算公式会有所不同。
除了梁的挠度计算公式外,对于其他类型的结构如板、壳、柱等,也有相应的挠度计算公式。
这些公式通常是基于结构的几何形状、材料性质和受力条件等因素推导而来的。
工程师在实际工作中需要根据具体情况选择合适的挠度计算公式,并结合有限元分析等方法进行结构的挠度分析。
总的来说,挠度计算公式是工程力学中的重要概念,对于工程师设计和分析结构具有重要意义。
掌握挠度计算公式可以帮助工程师更好地理解结构的变形特性,从而设计出更安全、稳定的工程结构。
在工程实践中,工程师需要灵活应用挠度计算公式,结合实际情况进行分析,确保结构的安全性和可靠性。
第五章 整体分析验算5.1 一般规定5.1.1 局部受压稳定折减系数钢桥在验算受压稳定性时,一般结构在屈曲前后仍在小变形假设范围内处于弹性状态,即弹性屈曲。
对于局部受压的板件,由于构件的弹性屈曲,对构件材料的标准值有所影响。
在计算时,需要考虑弹性屈曲引起的局部稳定折减,局部稳定折减系数ρ应按下列规定计算[3]:()020.4=1110.4=112p λρλρελ⎧≤⎪⎪⎧⎨⎪>++⎨⎪⎪⎪⎩⎩时:时: (5-1)()00.80.4p ελ=- (5-2)1.05p p b t λ⎛== ⎝ (5-3) 式中:p λ——相对宽厚比; t ——加劲板的母板厚度;y f ——屈服强度; E——弹性模量;cr σ——加劲板弹性屈曲欧拉应力;p b ——加劲板局部稳定计算宽度,对开口刚性加劲肋,按加劲肋的间距 b i计算;对闭口刚性加劲肋,按加劲肋腹板间的间距计算;对柔性加劲肋,按腹板间距或腹板至悬臂端的宽度i b 计算;k ——加劲板的弹性屈曲系数,可参考规范《公路钢结构桥梁设计规范》附录B 计算,计算如下。
参考规范《公路钢结构桥梁设计规范》附录B 规定,加劲肋和加劲板对弹性屈曲系数k 有很大的影响。
对纵向加劲肋等间距布置且无横向加劲肋布置的顶板和底板,其弹性屈曲系数k 可由式5-4、5-5计算:*4l l k γγ≥=时: (5-4)()()(()2202*011211l l l l l n a k n b a k n b αγαααδγγααδ⎧++⎛⎫⎪==≤ ⎪⎪+⎝⎭⎪<⎨⎪⎛⎫==>⎪ ⎪+⎝⎭⎪⎩时: (5-5)式中:n ——受压板被纵向加劲肋分割的板元数,1l n n =+; l n ——等间距布置纵向加劲肋根数;a ——加劲板的计算长度(横隔板或刚性横向加劲肋的间距);b——加劲板的计算宽度(腹板或刚性纵向加劲肋的间距);α——加劲板的长宽比,按时5-6计算:abα=(5-6) l δ——单根纵向加劲肋的截面面积与母板的面积之比, 按式5-7计算:l l Abtδ= (5-7)t ——加劲板的厚度;l A ——单根纵向加劲肋的截面面积;l γ——纵向加劲肋相对刚度,按式5-8计算:l l EIbDγ= (5-8)l I ——单根纵向加劲肋对加劲板的抗弯惯性矩;D——单宽板刚度,按式5-9计算:()32121Et D ν=- (5-9) ν——泊松比; t ——加劲板的厚度;E——弹性模量。
求挠度的公式在我们学习力学的奇妙世界里,求挠度的公式就像是一把神奇的钥匙,能帮我们打开理解结构变形的大门。
先来说说啥是挠度吧。
打个比方,你想象一下一根长长的钢梁,它在承受重物或者外力的时候,会发生弯曲,这个弯曲的程度就叫做挠度。
比如说,一座大桥在众多车辆通过时,桥身会有一定的下弯,这个下弯的量就是挠度啦。
那求挠度的公式到底是啥呢?常见的有梁的挠度公式,比如简支梁在均布荷载作用下的挠度公式:$y = \frac{5ql^4}{384EI}$ 。
这里的 q是均布荷载,l 是梁的跨度,E 是材料的弹性模量,I 是截面的惯性矩。
这几个参数啊,每一个都有它的重要性。
就拿弹性模量 E 来说吧,不同的材料它的值可不一样。
像钢材和木材,它们的弹性模量差别就挺大。
比如说我们盖房子,用钢材做梁和用木材做梁,在同样的受力情况下,产生的挠度就不同,因为它们的弹性模量不同呀。
再说说截面的惯性矩I 。
这就好比一个人的胖瘦,截面越大越厚实,惯性矩就越大,就越不容易弯曲,挠度也就越小。
我之前在一个建筑工地上就看到过这样的情况。
有两根柱子,一根粗一根细,承受着差不多的压力,结果那根细的柱子明显弯曲得更厉害,挠度大了好多,就是因为它的截面惯性矩小嘛。
还有那个均布荷载 q ,分布得越密集、量越大,对结构产生的影响就越大,挠度也就越大。
我记得有一次去参观一个工厂的仓库,里面堆放的货物不均匀,导致仓库的某一部分地板的挠度明显增大,走在上面都感觉有点不踏实。
而梁的跨度 l 就更好理解啦,如果梁很长,那稍微给点力可能就弯得厉害;要是短一些呢,相对就更结实,不容易变形。
总之,求挠度的公式虽然看起来有点复杂,但只要我们理解了每个参数的含义和作用,就能很好地运用它来解决实际问题。
无论是设计桥梁、房屋,还是分析各种结构的稳定性,这个公式都能发挥大作用。
所以啊,同学们,可别小瞧了这个求挠度的公式,它可是我们探索力学世界的重要工具呢!。